江城工程力学复习2015.01.doc

工程力学复习 一、概念问答：1. 什么是静力学？它的基本任务是什么？静力学是力学的一个分支,它主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律,以及如何建立各种力系的平衡条件.2. 什么是力线平移定理？作用在刚体上的力F，可以平行移动到刚体内任一点，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原力F对平移点之矩。力系不平衡时，化简的结果是什么？主矩不等于0或主矢不等于零力系平衡时，要满足的必要且充分条件是什么？主矩等于0且主矢等于0各种不同的力系，它们平衡时的解析平衡条件各是什么？平面汇交力系几何平衡时的条件是：FR=F=0 平面力偶系几何平衡条件是：合力偶矩等于0平面一般力系几何平衡条件是：主矢FR等于0和主矩MO等于0 平面平行力系几何平衡条件是：Fy=0和MO(F)=0空间平行力系的几何平衡条件是主矩和主矢都等于03什么是合力投影定理和合力矩定理？合力投影定理：合力在任意轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。合力矩定理：当平面力系可以合成为一个合力时，则其合力对于作用面内任一点之矩，等于力系中各分力对于同一点之矩的代数和。4. 力及其三要素是什么？力偶及其三要素是什么？平衡、刚体的概念是什么？静力学的两个基本力学要素是什么？（静力学的两个基本力学要素是力和力偶。）力：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或者使物体发生变形。力的三要素是：大小、方向、作用点。力偶：在力学上我们把大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力叫力偶。力偶的三要素是：力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用平面。平衡：是指物体相对于地面保持静止或做匀速直线运动的状态。刚体：指在任何情况下都不发生变形的物体。5. 材料力学的研究对象是什么？材料力学的基本任务是什么? 材料力学对可变形固体材料作了哪些基本假设? 材料力学的研究对象是可变形的固体材料所构成的一维构建。材料力学的基本任务是设计一维构建。 材料力学对可变形固体材料作的基本假设为：均匀连续性假设和各向同性假设。6. 材料力学研究的最基本最主要问题是什么？什么是变形、弹性、弹性变形、塑性、塑性变形、破坏？材料力学研究的最基本最主要问题是轴向拉压圆周扭转跟弯曲变形。变形是在外力作用下，固体各点相对位置的改变弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质弹性变形：这种可恢复的变形的性质塑性：是一种在某种给定载荷下材料产生永久变形的材料特性。塑性变形：物质包括流体及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。破坏：7构件的强度、刚度和稳定性指的是什么? 就日常生活和工程实际各举一、两个实例。强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。8何谓内力内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力?求解内力的基本方法是什么? （是截面法）求解内力的基本方法是截面法，该方法的具体操作步骤和要点是什么？材料力学的内力（轴力、扭矩、剪力和弯矩）的正负号规则是根据什么来规定的？（是根据一维构件的变形来规定其正负号的。）9. 何谓应力和应力状态? 如何表示受力物体内一点的应力状态？（表示一点应力状态要采用“单元体或微元体”。）研究一点处的应力状态的目的是什么? 10. 何谓应变? （应变的概念是用来表征受力构件内一点处材料的变形和变形程度的力学量。应变可分为：线应变（也称正应变）、角应变（也称剪应变）和体积应变。11何谓材料的力学性质? 为何要研究材料的力学性质? 材料的力学性质：是指在外力作用下材料变形破坏等表现出来的特性。研究材料的力学性质的目的：进行强度计算。通过低碳钢与铸铁轴向拉伸及压缩试验可以测定材料哪些力学性质? 怎样度量材料的塑性性质? 比例极限，弹性极限，强度极限，屈服极限试画出低碳钢材料单轴拉伸实验时的应力应变曲线，标明各变形阶段的极限应力？对于塑性材料和脆性材料，如何确定它们的许用应力?12为什么要绘制梁的剪力图与弯矩图? 列剪力方程与弯矩方程时的分段原则是什么? 在什么情况下梁的剪力图发生突变? 在什么情况下梁弯矩图发生突变? 13在梁材料服从虎克定律时, 梁横截面上正应力分布规律是怎样的? 何谓中性轴? 试说明求解弯曲正应力的公式中各字符的含义、符号的确定、公式的适用范围。14一点处于平面应力状态时，如何利用解析法求任意斜截面上的应力? 如何求主应力、主方向、绘制主单元体？一点单元体的三个主应力作用截面上剪应力必定为零，但最大(最小)剪应力作用截面上的正应力却不一定为零。最大(最小)剪应力作用截面与主应力作用截面的夹角有什么规律和关系？15通过低碳钢和铸铁两种典型的金属材料的轴向拉压试验，试归纳总结出固体材料破坏的两种基本变形类型是什么？16试说明何谓压杆丧失稳定性? 说明临界力的意义, 影响临界力的大小有哪些因素？为什么说欧拉公式有一定的应用范围? 超过这一范围时如何求压杆的临界力? 简述提高压杆抵抗失稳的措施。 注意：我们学习了杆件的三种基本变形。尽管杆件在三种基本变形形式下，其受力和变形的特点各不相同, 但分析求解问题的步骤思路和采用的基本方法都是相同的。研究内力的基本方法是截面法。杆件各种基本变形的内力符号规则都是根据变形来规定的。推导各种基本变形应力公式的问题都是属于超静定问题。求解超静定问题的基本思路是，利用三方面方程（静力平衡受力分析条件、变形几何协调条件、变形和受力间的物理条件）综合联立求解。 为了建立强度条件，仅仅会计算构件内危险点处的应力还是不够的，还需通过材料实验确定其力学性质。轴向拉伸和压缩实验是测定固体材料力学性质的最重要最基本的力学实验。通过这些实验可以直接测定固体材料的：比例极限、流动极限、强度极限、延伸率、截面收缩率、弹性模量、泊桑比和应力应变曲线等力学性质。根据极限应力, 再将安全系数考虑进去即可确定出材料的许用应力或。二概念选择题复习 （单项选择）1. 一个力系平衡的必要和充分条件是 D 。A. 合力为零； B. 合力矩为零； C. 主矢和力螺旋为零； D. 主矢和主矩为零；2. 作用在刚体上的三个力，汇交于同一点，则该刚体 C 平衡。A一定； B一定不； C可能平衡也可能不； D先运动再平衡；3、静力学中的两个基本力学要素是 B 。 A. 力和力矩; B. 力和力偶; C. 外力和内力; D. 力矩和力偶; 4. 在摩擦问题中，若某物体所受的外力合力的作用线在摩擦角外时，无论该合外力有多小，物体必然会 A 。A产生运动； B保持静止； C产生变形； D作匀速直线运动；5、力 的作用线与 x 轴斜交，则有 B 。A ， ； B ， ；C ， ； D ， ；6、如图所示力系沿正方体棱边作用，其向 O 点简化的结果是 C 。A一个力； B一个力偶； C一个力螺旋； D一个力和一个力螺旋；7. 静力学力系简化的理论依据是 C 。A. 二力平衡公理； B. 力的平行四边形法则； C. 力线平移定理； D. 力三角形法则；8. 画出图示AB梁的受力图。 题8图 题8图答案9. 写出图示力三角形中，合力R。 a图：R ； b图：R 0 。题9图 10. 力偶可否用一力来平衡。正确的选择是 B 。 A、可以； B、不可以； C、有时可以，有时不可以。11. 写出平面任意力系三矩式解析平衡方程及其附加限制条件： ， ， ； 。12.已知，P 120N，水平力F1 500N，墙与物块间的摩擦系数为f 0.3，则摩擦力F 120 （N）。 题12图13.平面任意力系向其作用平面内两个不同点简化，则两个简化结果相比较，两者的 B 。A. 主矢、主矩都相同B. 主矢相同、主矩不相同C. 主矢不相同、主矩相同D. 主矢和主矩都不相同14. 平面一般力系解析的的二矩式平衡方程为：， ， ，二矩式必须满足一个附加限制条件。这个附加限制条件是_。 、两点均在y轴上； y轴垂直于、连线； x轴垂直于、连线； y轴不垂直于、连线。15三力平衡汇交原理是_。 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； 共面三力若平衡，必汇交于一点； 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。 不共面的三个力汇交于一点，可能平衡；16平面力系简化时，若取其作用平面内不同的点作为简化中心，则_。 力系的主矢、主矩都会改变； 力系的主矢不会改变，主矩一般会改变； 力系的主矢会改变，主矩一般不改变； 力系的主矢、主矩都不会改变，力系简化时与简化中心无关。17. 图示空间平行力系，设力线平行于轴，则此力系的相互独立的平衡方程为_。 ，； ，； ，。题17图 18在杆件轴向拉压问题中，关于轴力的说法，哪一个是错误的： C 。A杆件横截面上内力只有轴力 B轴力的作用线与杆轴线重合 C轴力是沿杆轴向作用的的外力 D轴力与杆件横截面面积的大小和材料无关19. 现有钢材和铸铁两种材料的等直圆杆，两种圆杆粗细长短一样。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构两杆的选材方案是 A 。（图中斜杆为1号杆，水平杆为2号杆。）A. 1杆为钢材，2杆为铸铁 B. 1杆为铸铁，2杆为钢材 C. 两杆都选铸铁 D. 两杆都选钢材 题19图20. 在低碳钢拉伸试件在单轴拉伸实验中，当横截面上的应力 时, 试件材料将 D 。A完全失去承载能力； B.断裂； C. 发生局部颈缩现象； D. 产生较大的塑性变形；21工程中常见的组合变形是 D 。A. 斜弯曲及轴向拉压与弯曲的组合； B. 弯曲与扭转的组合；C. 轴向拉压及弯曲与扭转的组合； D. ABC22不属于材料力学的基本假设的是 D 。A. 连续性； B. 均匀性； C. 各向同性； D. 各向异性；23. 以下几种说法中错误的是 C 。A. 在工程实际中，构件的变形往往是几种基本变形的叠加； B. 线应变和角应变都是无量纲的量；C. 角应变的单位不是用弧度来表示的； D. 应力的单位是Pa；24一点应力状态主应力作用微截面上剪应力 B 为零。A可能 B必定 C不一定 D不能确定是否25. 受力构件内一点处于某种应力状态（例如：单向应力状态和纯剪切应力状态），该应力状态可用一个微单元体表示，下列结论中错误的是 B 。A. 最大正应力作用截面上剪应力必为零； B. 最大剪应力作用截面上最大的面上正应力必为零；C. 最大正应力作用截面与最大剪应力作用截面夹角45度；D. 最大正应力作用截面与最小正应力作用截面必相互正交；26. 反映固体材料强度的两个指标一般是指 D 。 A. 屈服极限和比例极限；B. 弹性极限和屈服极限； C. 强度极限和断裂极限；D. 屈服极限和强度极限； E. 弹性模量和横向变形系数；F. 延伸率和截面收缩率。27. 提高梁的弯曲强度的措施有 D 。A. 采用合理截面； B. 合理安排梁的受力情况； C. 采用变截面梁或等强度梁； D. ABC；28. 对于一个微分单元体，下列结论中错误的是 B 。A. 正应力最大的面上剪应力必为零； B. 剪应力最大的面上正应力为零；C. 正应力最大的面与剪应力最大的面相交成45度；D. 正应力最大的面与正应力最小的面必相互垂直；29. 提高钢制大柔度压杆承载能力有如下方法，试判断哪一种是正确的： A 。 A. 减小杆长，减小长度系数，使压杆沿截面形心主轴方向的柔度相等； B. 增加横截面面积，减小杆长； C. 增加惯性距，减小杆长； D. 采用高强度钢。30以下概念有错误的是 D 。A. 构件的失稳也叫屈曲； B. 构件的稳定性是指其是否保持几何平衡状态；C. 临界载荷是从稳定平衡到不稳定平衡的分界点； D. 杆件失稳后压缩力不变；31. 材料力学求内力的基本方法是 D 。 A. 叠加法； B. 设正法；C. 平行四边形法则； D. 截面法；E. 能量法。32材料力学中两个最基本力学要素是 D 。A力和力偶 B力和力矩 C内力和外力 D应力和应变33一点应力状态主应力作用微截面上剪应力 B 为零。A可能 B必定 C不一定 D不能确定是否34长度和横截面积相同的两杆，一为钢杆，一为铜杆，若在相同的轴向拉力作用下，_B_。 A两杆的应力，应变均相同； B. 两杆应力相同，应变不同；C. 两杆的应力，应变均不相同； D. 两杆应力不同，应变相同；35. 某种材料的弹性模量为E ，泊桑比为 ，则其剪切弹性模量 G 为：G = 。36材料的许用应力，式中为极限应力，为安全系数。在工程构件设计中对于脆性材料极限应力应选_D_。A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服极限 D. 强度极限37. 本教材介绍的广义虎克定律，其适用范围是 C 。 A. 脆性材料； B. 塑性材料； C. 材料为各向同性；且变形处于线弹性范围内； D. 任何材料的任何变形。38. 若材料的均匀性假设成立，可认为构件内 C 相同。 A. 各点的应力； B. 各点的应变；C. 各点的材料的物性参数； D. 各点的位移39. 提高梁的弯曲强度的措施有 D 。A. 采用合理截面； B. 合理安排梁的受力情况； C. 采用变截面梁或等强度梁； D. ABC；40. 受力构件内一点处于某种应力状态（例如：单向应力状态和纯剪切应力状态），该应力状态可用一个微单元体表示，下列结论中错误的是 B 。A. 最大正应力作用截面上剪应力必为零； B. 最大剪应力作用截面上最大的面上正应力必为零；C. 最大正应力作用截面与最大剪应力作用截面夹角45度；D. 最大正应力作用截面与最小正应力作用截面必相互正交；41以下概念有错误的是 D 。A. 构件的失稳也叫屈曲； B. 构件的稳定性是指其是否保持几何平衡